膳食纤维生理功能的研究进展

朱 静，蒋金鑫

（南京中医药大学翰林学院，江苏 泰州 225300）

膳食纤维生理功能的研究进展

朱 静，蒋金鑫

（南京中医药大学翰林学院，江苏 泰州 225300）

膳食纤维作为一类生物大分子物质，其独特的性质使其在生理代谢过程和预防疾病等方面发挥重要的作用，目前已成为研究热点。本文探讨膳食纤维的主要生理功能，为深入研究与开发利用新型膳食纤维产品而提供参考。

膳食纤维；控制体重；血糖；肠道菌群

近年来，由于生活水平的改善，人们对高热量、高蛋白、高脂肪和精加工食品摄入比例逐渐提高，使肥胖症等相关疾病的发病率逐年增加。膳食纤维作为一类生物大分子物质，具有特殊的生理功能，在肥胖症等疾病的预防与治疗过程中发挥着重要作用，甚至被誉为继蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质与水之后的第七大营养物质[1]，其对机体的更多益处正在不断被发现。此外，膳食纤维摄入不足可能会导致肥胖症、动脉粥样硬化、高血压、高血糖、冠心病等心血管疾病和便秘、结肠癌等常见疾病[2]，因而，膳食纤维在食品和保健品中的应用推广已得到越来越多的认可。本文探讨膳食纤维的主要生理功能，为膳食纤维的深入研究和开发利用提供参考。

1　膳食纤维定义

1953年，Hipsley[3]首次提出膳食纤维（Dietary Fiber，DF）的概念，认为DF是由植物细胞壁所组成的不易消化部分，包括纤维素、半纤维素和木质素。此后，美国谷物化学学会（AACC）成立的膳食纤维专门委员会在2001年指出，膳食纤维是指在小肠中不被消化酶消化利用，但在大肠中可被某些微生物发酵的可食的碳水化合物及类似物总称，如葡聚糖、木质素、纤维素、果胶蜡质、抗性淀粉和糊精等[4]。

2　膳食纤维的分类

膳食纤维来源广泛、种类众多，可根据溶解性不同，将其分为不溶性膳食纤维（Insoluble dietary fiber，IDF）和水溶性膳食纤维（Soluble dietary fiber，SDF）[5]。其中，IDF不溶于水，主要为细胞壁组成部分，包括木质素、纤维素、半纤维素、原果胶和植物蜡等，几乎不在小肠内被吸收和代谢。IDF具有预防肥胖、高血压、高血糖、结肠癌和前列腺癌等生理功能，在许多产业中已有广泛应用，尤其多见于保健品的开发和利用[6]。常见的谷类食物中均含有丰富的不溶性纤维，如大麦、燕麦等。SDF可溶于温水或热水，能被醇类溶剂再沉淀，是植物细胞壁的内存物和分泌物，也包括经微生物分解或合成的其他多糖，如树胶琼脂、半乳甘露糖、葡聚糖、海藻酸钠和羧甲基纤维素等，能在小肠内被消化吸收[7]。SDF可在水中稳定分散的特性，使其在胃肠道中遇水后与葡萄糖形成黏胶，能结合水、吸收矿物质、并可作为肠内微生物发酵的基质[8]，延缓葡萄糖吸收，使血液中胆固醇水平降低。有研究显示SDF与IDF相比，能更显著地影响人体健康[9]。

3　膳食纤维的生理功能

膳食纤维特殊的理化性质是其发挥着重要生理功能的物质基础，其在生理代谢过程和预防疾病等方面均发挥着重要的作用[10]。此外，膳食纤维对维持人体营养平衡具有重要作用，其具有调节吸收脂肪等营养物质的功能。

3.1控制体重

膳食纤维作为一类含有较多极性基团的生物大分子，具有较强的吸水溶胀性能，遇水后体积和重量增加可达10～15倍，对肠道产生充积作用。进食膳食纤维后，DF可逐步填充胃部，延长消化过程，延缓胃排空时间，增加饱腹感，进而降低热量摄取。同时，DF还可减少小肠对脂类物质的吸收，促进其排出，通过此途径可起到控制和降低膳食总能量的作用，避免体内热能过剩导致脂肪过度积累，从而达到控制体重和减肥的效果。

3.2控制血糖

膳食纤维能有效预防糖尿病，其含有的果胶可延长食物在肠内的停留时间，延缓淀粉等可消化糖类物质的消化过程，避免餐后血糖迅速增加，从而维持血糖的平衡和稳定。此外，食用膳食纤维可使机体对胰岛素敏感性增强，增高机体对葡萄糖耐受能力，一定程度降低糖尿早期患者对胰岛素和口服降糖药的需求，发挥预防和治疗糖尿病的作用[11]。

3.3降低血脂

膳食纤维降血脂的功能主要是通过其中部分成分能与胆固醇和胆汁酸结合，促进胆固醇和胆汁酸直接从粪便中排出而实现。膳食纤维作为亲水性较高的生物大分子，在肠道内能大量吸收水分，稀释肠道中的内容物，如胆固醇和胆汁酸，从而有利于肠道益生菌生长繁殖。肠道益生菌在繁殖过程中，可利用与转化胆固醇，使其经粪便排出，从而有助于预防高血脂症[11]。

3.4预防肠癌与便秘

膳食纤维在消化吸收过程中，与肠道内的食物残渣共同被微生物发酵。膳食纤维借助吸附、螯合等作用可吸收有毒代谢产物，减轻其对肠壁的刺激，从而减少结肠癌等疾病的发生[12]。其化学结构中含有较多亲水性良好的极性基团，具有持水性，可经细菌发酵，直接获得较高含水量，软化粪便，增加人体排便次数，防止便秘，甚至起到导泻作用，维持肠道清洁，预防并减少胃肠道疾病的发生。

3.5改善肠道菌群

肠道菌群的失调，可引起多种慢性疾病，如肥胖、糖尿病肠、高血压、冠心病等。膳食纤维能有效促进肠道中的益生菌增殖，并具有保护肠道屏障功能，起到预防慢性疾病的作用[13]。膳食纤维经大肠中的菌群发酵后，产生大量的短链脂肪酸，如乙酸、乳酸，从而一定程度改变肠道pH值，改善益生菌生长环境，促进其繁殖扩大。益生菌群扩大的同时，腐生菌的繁殖受到抑制，进而可防止肠道黏膜萎缩，维持肠黏膜的屏障功能[11]。

此外，膳食纤维还可延缓和减少重金属等有害物质的吸收，防止对机体产生毒害作用，同时还可以提高机体免疫力，增强口腔的保健功能。

4　结语

目前关于膳食纤维生理功能的研究较多，但针对其控制体重的功能和应用的研究不多，对水溶性膳食纤维的研究近几年才开始受到人们的关注。膳食纤维成本低，来源广泛，具有特殊的生物活性。随着肥胖成为威胁全球成年人健康的慢性疾病和人们对于完美形体的不断追求，探讨水溶性膳食纤维对于减肥的效果，寻求有效改善肥胖症的膳食纤维，将其开发为新型保健产品，具有重要的现实意义和广阔的市场前景。

[1]康 琪，朱若华.人类第七大营养素——膳食纤维[J].化学教育，2007（8）：10-13.

[2]蔡云清.膳食纤维与健康[C].杭州：中国营养学会公共营养分会第十次会议公共营养研究进展学术研讨会资料汇编，2010.

[3]Hipsley EH. Dietary“fibre”and pregnancy toxaemia[J]. British medical journal，1953（4833）：420-422.

[4]JW Devries，ME Camire，S Cho，et al. The definition of dietary fiber[J].Cereal Food World，2001（3）：112-126.

[5]邵明攀，李 焱，陶文亮.功能性食品添加剂-膳食纤维[J].中国酿造，2013（9）：17-20.

[6]裘纪莹，陈蕾蕾，王未名，等.发酵法制备高品质膳食纤维的研究进展[J].中国食物与营养，2010（6）：24-27.

[7]Huang Z，Ye R，Chen J, et al. An improved method for rapid quantitative analysis of the insoluble dietary fiber in common cereals and some sorts of beans[J].Journal of Cereal Science，2013（3）： 270-274.

[8]吕 远.大豆膳食纤维的改性及其在烘焙食品中的应用[D].上海：华东师范大学，2013.

[9]Yan J, Chi Y J. Effects of twin-screw extrusion on soluble dietary fibre and physicochemical properties of soybean residue[J].Food Chemistry，2013（2-3）：884-889.

[10] alanakis CM，Tornberg E，Gekas V. A study of the recovery of the dietary fibres from olive mill waste water and the gelling ability of the soluble fibre fraction[J].LWT-Food Science and Technology，2010（7）1009-1017.

[11]康 琪.膳食纤维测定方法的研究[D].北京：首都师范大学，2008.

[12]Tadayoni M，Sheikh-Zeinoddin M，Soleimanian-Zad S. Isolation of bioactive polysaccharide from acorn and evaluation of its functional properties [J].International Journal of Biological Macromolecules ，2015（72）：179-184.

[13]孙元琳，陕 方，赵立平.谷物膳食纤维-戊聚糖与肠道菌群调节研究进展[J].食品科学，2012（9）：326-330.

Research Progress on the Physiological Function of Dietary Fiber

Zhu Jing, Jiang Jinxin
(Nanjing University of Chinese Medicine Hanlin College, Taizhou 225300, China)

As a kind of biological macromolecules, dietary fber plays an important role in the process of physiological metabolism and the prevention of disease which make it a focus recently. This paper discusses the main physiological functions of dietary fber and provides a reference for the further research, development and utilization of new dietary fber products.

Dietary fber; Weight control; Blood glucose; Intestinal f ora

R151

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.18.002

江苏省高校自然科学研究项目（编号：15KJB350004）；江苏省高校大学生实践创新训练计划项目（几种膳食纤维对减肥效果的作用研究）。

朱 静（1986-），女，江苏扬州人，博士，讲师；主要研究方向为生物大分子结构与功能。